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国内TC2钛合金板轧制技术的研发动态

发布时间 :2020-10-12 18:50:47 浏览次数 :

TC2钛合金是Ti-Al-Mn系钛合金的一种,属于α+β型钛合金,在室温平衡状态下由α相和少量β相组成。合金具有较高的强度、良好的塑性和可焊接性,通常用钛板冲压加工成薄壁型零件,并经过焊接制成飞机、发动机部件。目前在我国新一代的高性能新型战斗机上已获得大量应用。其中,宽幅薄板(宽1~1.5m)是瓶颈材料之一,我国生产的TC2钛合金板在尺寸精度、板形、表面质量方面与国外还存在一定差距。目前国内生产的TC2钛合金板幅面较窄,在加工大型零件时焊缝过多,对其使用性能产生很大影响。钛板因轧制工艺问题,微观组织不均匀,导致其存在各向异性,成形性不稳定,高性能薄板的板形控制技术较弱。因此,国内航空航天应用所需大规格高性能TC2钛合金板尚需大量进口。随着我国大型运输机、大飞机项目的开展,航空用钛需求将会大幅增加。科研人员针对上述问题,开展相应的先进大规格高性能TC2钛合金板制备技术研究,以满足国内军工、大型装备制造等方面的相应需求。

钛合金板

试验采用3t真空自耗电弧炉熔炼大规格TC2钛合金铸锭。钛板坯锻造和钛板材热轧分别在25MN快锻机和2800mm四辊可逆热轧机组上进行。叠轧坯料为3~5mm厚热轧钛合金板,叠轧用坯料表面进行特殊处理,防止焊合及粘连。每2~4片为一组叠在一起。上下采用合适厚度的钢板包覆并进行封焊,制成叠轧包。叠轧工艺A为自主开发的钛合金包套叠轧工艺,包套叠轧在2800四辊可逆热轧机组上进行,轧制温度为Tβ-50℃,采用交叉轧制,总变形量达到80%。叠轧工艺B为单向轧制,轧制温度为Tβ-50℃,总变形量达到80%。叠轧后直接进行退火热处理。退火后切边拆包,获得规格为0.6mm×1200mm×Lmm的TC2钛合金板。在MTS试验机上进行室温拉伸试验,采用奥林巴斯显微镜观察金相组织。试验结果表明:

(1)采用包覆叠轧在两相区轧制大规格TC2钛合金板,得到的板材具有细小、均匀的等轴组织。

(2)采用单向轧制工艺B进行包覆叠轧也可获得较好的室温强度和塑性匹配, 但金相组织存在部分条状组织,横纵向性能存在较大差异。

(3)采用交叉轧制工艺A进行包覆叠轧可获得均匀的组织及较好的室温强度和塑性匹配,横纵向性能均匀一致,利于后续板材加工成形。

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